本文研究了SiO2/Si、SiNX/Si、Al2O3/Si这三种具有不同介电常数(k)栅介质材料结构在1.7 MeV电子辐照前后的傅里叶红外光谱。随着辐照剂量的增大,三种结构的吸收峰强度均随之减小,其振动模式受到影响。电子辐照SiO2/Si结构后,振动吸收峰随着辐照剂量的增大,由Si-O-Si、Si-O键引起的伸缩振动吸收峰的位置向低波数移动。电子辐照SiNX/Si结构后,由Si-N键、Si-O键引起的伸缩振动吸收峰的位置向高波数移动。电子辐照Al2O3/Si结构后,由Al2O3的晶格振动,Al-O-Al键引起的伸缩振动吸收峰的位置向高波数移动。吸收峰的变化为电子辐照不同介质材料引入的缺陷提供了新的信息。

空穴传输层是有机光伏器件中的重要组成部分。本文制备了一种可用于空穴传输层的高分子复合膜, 制备过程采用了静电自组装(LbL)的方式和低温常压的还原条件。相比于其他制备方式, 本文提出的方法不仅厚度可控而且具有更好的电学性能。实验中采用紫外-可见光吸光光度计(UV-Vis spectrometer)对结果进行验证。实验表明, 低温常压条件下的还原结果与传统的高温真空条件得到的结果非常接近。低温条件减少了对高分子链的破坏, 使得复合膜的空穴迁移率可以由10-6 cm2/Vs提升到10-5 cm2/Vs的数量级。

本文提出了一种石墨烯薄膜的自组装制备技术, 获得了高导电、高透明的均匀石墨烯薄膜,并对其进行了参数测试和光谱特性研究。研究表明此方法制备的石墨烯薄膜具有杂质含量少、高导电、高透明、膜厚均匀可控等优点,其平均透过率达到80%,方阻最低可达到0.2 Ω/sq,在透明电极和有机光电子学领域有重要应用前景。

在研究0.5 μm多栅NMOS场效应管γ辐照总剂量效应实验时, 发现部分多栅NMOS器件辐照前后的转移特性曲线出现交叉现象, 相关的解释鲜见报道。经过分析提出假设: 部分多栅NMOS在γ辐照实验过程中各栅极受到剂量不均匀的辐照, 导致辐照前后转移特性曲线出现交叉现象。计算机仿真结果表明: 受到剂量不均匀的辐照后, 多栅NMOS各栅极氧化层陷阱电荷和硅-二氧化硅界面电荷浓度不一致, 使各栅极阈值电压不同步漂移, 导致器件跨导退化和转移特性曲线交叉。通过仿真验证能够说明, 所提出的假设合理地解释了实验中的现象。

本文采用静电自组装技术制备石墨烯薄膜, 以带正电的聚乙烯亚胺作为粘结剂, 将带负电的氧化石墨烯自组装在粘结剂上, 形成多层氧化石墨烯／聚乙烯亚胺复合膜, 然后在肼蒸汽下还原得到石墨烯薄膜样品, 并利用石墨烯薄膜的紫外吸收光谱、椭圆偏振光谱、扫描电镜图谱及拉曼光谱对其层数、厚度、形貌及还原效果进行了研究。研究表明此方法制备的石墨烯薄膜具有杂质含量少、层数与膜厚微观可控且膜厚均匀等优点。通过调节组装材料种类、浓度和组装次数可制备出结构和功能自由控制的石墨烯薄膜, 且此方法与微电子工艺兼容, 易于制作石墨烯晶体管, 因此在石墨烯晶体管领域具有广阔的应用前景。

本文提出了一种简单、实用, 基于人工复眼成像的三维定位系统, 给出了人工复眼系统高精度定位机理, 建立了人工复眼成像三维定位系统设计方法。系统采用平面阵列相机作为系统成像主体结构, 每个子相机作为复眼的子眼, 子眼以正四边形阵稀疏方式排布, 采用平行光轴设计, 构造出稳定可靠的光学结构, 使计算结果更为精确。通过多重方向视差关系得出几何约束条件, 采用多方向性、选择性立体匹配算法, 建立计算模型, 实现高精度定位。制备了 1套子相机数目为 9的原理样机, 完成了三维定位测试实验, 实验获得定位精度为 2.53×10-4 rad。

针对多维子眼成像通道曲面排布组成的大视场复眼结构，提出了一种切割-旋转-映射的图像处理算法来实现多通道图像的大视场拼接.通过确定复眼结构的排布特征，分析了各成像通道捕获的子眼图像之间的相互关系，去除相邻子眼图像之间的冗余部分，并运用几何光学及成像光学原理，研究了子眼图像与三维映射空间之间的关系，从而实现了二维子眼图像在三维空间的大视场拼接.实验制备了包含37个镜头且视场角可达118°的人工复眼结构，并运用提出的图像处理算法处理制备的复眼结构捕获的子眼图像.结果表明：算法处理图像过程中不损失图像的分辨率，可以有效地实现多通道图像的大视场拼接，且获得的图像可视性强，满足实用化要求，可进一步推进曲面复眼成像系统的应用.

借助时域有限差分法，对几种常见金属纳米颗粒影响有机太阳能电池光吸收效率的因素及其内部物理机制进行了研究.首先对金属纳米颗粒激发局域表面等离子共振的场分布特点进行分析，对比其在电池不同功能层中对光吸收率的影响;其次基于米氏理论与电共振效应，得出金属纳米颗粒的结构参量对局域表面等离子共振位置及强度的影响规律，并以此进行优化设计.结果表明，具有高对称性形貌的金属纳米颗粒以小尺寸密堆积结构引入电池活性层，能够促进电池光吸收增强三倍以上.

利用改进的遗传算法从GaMnAs外延薄膜的远红外反射光谱中提取了GaMnAs薄膜的洛伦兹振子模型参数, 发现GaAs掺入Mn后, ωTO向低频方向移动, ωLO基本保持不变, ε∞和εs均减小, γ有很大变化。并通过XRD以及近红外谱发现Mn的掺入会引入缺陷, 这种缺陷会影响晶格质量, 导致γ发生很大变化。

研究了硅NPN双极型晶体管(C2060)的中子和电子辐照效应。实验结果显示:经中子和电子辐照后，晶体管扩散电容出现退化，甚至出现负电容(NC)现象；电子辐照后晶体管势垒电容出现明显退化，而中子辐照后并无此现象。对中子和电子辐照后晶体管的退化机理进行了分析，认为：晶体管经中子和电子辐照后产生的缺陷团是产生NC现象的根本原因；中子和电子辐照后产生的缺陷团在晶体管内表现为复合中心，这些复合中心大大降低了少数载流子的数密度和寿命，从而使晶体管扩散电容出现严重退化，甚至出现NC现象；电子辐照产生的点缺陷使晶体管多子数密度降低，从而使势垒电容增大。